Создан искусственный нос для тех, кто остался без обоняния

Ученые испытали экспериментальное устройство, которое позволило людям, утратившим обоняние, вновь почувствовать некоторые запахи.

Разработка описана в журнале Science Advances. В отличие от природного оригинала, использующего обонятельные рецепторы, эта технология задействует менее известный нервный путь, передающий другие ощущения — например, жгучесть васаби или прохладу мяты.

«Интересный подход, — оценила ринолог Зара Патель из Стэнфордского университета. — Это не восстановление обоняния, а активация другой системы».

Впрочем, практическую пользу новинки для людей с аносмией оценить еще предстоит, добавила она.

У человека около 400 различных обонятельных рецепторов, которые позволяют носу улавливать миллиарды запахов. Аносмия (потеря обоняния) из-за черепно-мозговой травмы или COVID-19 всего этого богатства может лишить.

Хроническая аносмия сильно снижает качество жизни и усиливает риск психических расстройств, говорит нейробиолог Халина Стэнли из Национального центра научных исследований Франции (CNRS), соавтор статьи.

«Распространенное мнение, что потеря обоняния не так страшна, как утрата других чувств, на мой взгляд, в корне ошибочно», — уверена она.

В 2018 году было обнаружено, что электроды, размещенные в пазухах носа рядом с обонятельной луковицей, могут создавать иллюзию запаха. Стимуляция током заставляла испытуемых ощущать, например, запах лука или фруктов. Сейчас ученые работают над имплантами, которые могли бы стимулировать обонятельную луковицу более прямо и избирательно — по аналогии с кохлеарными имплантами, восстанавливающими слух посредством стимуляции слухового нерва. Однако эта технология сложная, инвазивная — и от внедрения в клиническую практику далека.

Азбука Морзе запахов

Новая разработка использует альтернативный путь. Тройничный нерв получает сигналы со всего лица, включая носовую полость, где он помогает ощущать температуру вдыхаемого воздуха и наличие раздражающих веществ. (Например, именно его окончания реагируют на такие компоненты пищи, как капсаицин в перце, создавая ощущение жжения, прохлады или остроты).

«Мы хотели попробовать задействовать эту систему, чтобы люди, потерявшие обоняние, могли обнаруживать и различать запахи», — объясняет научный директор CNRS Мустафа Бенсафи.

Французская компания Aryballe разработала химический сенсор. Он кодирует запахи в своего рода назальный код Морзе. Например, аромат сирени — два импульса с интервалом в 400 миллисекунд, а запах малины — четыре импульса с интервалом в 100 миллисекунд. Эти сигналы затем передаются через электроды, закрепленные на внутренней стенке носа.

В первых экспериментах исследователи подключили к устройству девять человек — пятеро с нормальным обонянием и четверо с его нарушениями — чтобы проверить, почувствуют ли они электрическую стимуляцию в ноздрях. Участники из обеих групп ощущали стимулы, описывая их как слегка неприятные и раздражающие.

К сенсору подносили ароматические палочки. Некоторые участники сумели заметить разницу между запахами, хотя не смогли их идентифицировать. Другим и это оказалось не под силу. Стэнли надеется, что при должном обучении люди, вероятно, смогут научиться связывать определенные паттерны стимуляции с реальными запахами.

Что дальше

Потенциал у разработки есть, считает оториноларинголог Эрик Холбрук из Массачусетской глазной и ушной больницы и Гарвардской медицинской школы, изучающий стимуляцию обонятельной луковицы. Миниатюрная версия устройства могло бы предупреждать людей с аносмией о нескольких ключевых запахах, сигнализирующих об опасности — например, об утечке природного газа. Носимый датчик в носу в этом случае может быть удобнее портативного устройства.

Тем не менее, Холбрук и другие исследователи полагают, что эта технология вряд ли сможет воссоздать полноценное ощущение запаха. Даже при обучении связывать запахи и паттерны стимуляции, эта методика не способна закодировать все богатство ароматов, которые чувствует человек, не говоря уже о том, чтобы вызывать связанные с ними в мозге эмоции и воспоминания.

По словам Стэнли, ее команда ищет способы более эффективного цифрового кодирования запахов и генерации таких паттернов электрической стимуляции, которые были бы приятнее для пользователя.

Загвоздка — в самом датчике. В отличие от микрофона, который может записать любой звук из любого источника, самые чувствительные на сегодня сенсоры запахов обычно распознают не более нескольких ароматов. Кроме того, сенсор должен работать быстро и точно при разных температурах, уровнях влажности и интенсивности запахов. «Химическая составляющая здесь невероятно сложна», — заключает исследовательница.